2021届高中化学考前三个月专项复习课件（125张ppt） 题型一 大题突破

大题突破
题型一　化学实验综合题的研究
1.无机物制备题的常考方向
考向突破一　以物质制备为载体的综合实验题
高考必备
2.有气体参与的制备实验的注意事项
(1)操作顺序问题
与气体有关的实验操作顺序：装置选择与连接→气密性检查→装入固体药品→加液体药品→按程序实验→拆卸仪器。
(2)加热操作的要求
①使用可燃性气体(如H2、CO、CH4等)，先用原料气赶走系统内的空气，再点燃酒精灯加热，以防止爆炸。
②制备一些易与空气中的成分发生反应的物质(如H2还原CuO的实验)，反应结束时，应先熄灭酒精灯，继续通原料气至试管冷却。
(3)尾气处理的方法
有毒气体常采用溶液(或固体)吸收或将之点燃的方法，不能直接排放。
(4)特殊实验装置
①制备在空气中易吸水、潮解以及水解的物质(如Al2S3、AlCl3等)，往往在装置的末端再接一个干燥装置，以防止空气中水蒸气的进入。
②用液体吸收气体，若气体溶解度较大，要加防倒吸装置。
③若制备物质易被空气中氧气氧化，应加排空气装置。
3.有机物制备实验综合题设问角度及过程分析
涉及有机物制取的综合实验，重点考查物质分离中的蒸馏、分液操作，反应条件的控制，产率的计算等问题。
题组一　无机物的制备实验综合题
1.(2020·滨州二模)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯品为棱形结晶，溶于硫酸，遇水易分解，常用于制染料。制备NOSO4H的反应原理为：SO2＋HNO3===
SO3＋HNO2、SO3＋HNO2===NOSO4H。
(1)亚硝酰硫酸(NOSO4H)的制备。
对点集训
1
2
3
4
5
①仪器Ⅰ的名称为_________。
1
2
解析　根据装置的特点，仪器Ⅰ的名称为蒸馏烧瓶；
蒸馏烧瓶
3
4
5
解析　NOSO4H遇水易水解，因此在制备过程中，要防止水进入发生装置。装置A用于制备SO2，装置B用于制备NOSO4H，装置D用于尾气吸收，为了防止水进入装置B，A、B之间，B和D之间需要加入装置C，因此连接顺序为a→de→cb→de→f；
②按气流从左到右的顺序，上述仪器的连接顺序为________________(填仪器接口字母，部分仪器可重复使用)。
1
2
a→de→cb→de→f
3
4
5
解析　可以通过调节装置A中分液漏斗，来调节硫酸溶液的滴加速度，从而控制通入SO2的速率；
③为了控制B中通入SO2的速率，可以采取的措施是______________________________________
_____________。
1
2
调节装置A中的分液漏斗活塞，控制硫酸溶液的滴加速度
3
4
5
解析　NOSO4H与水反应生成HNO2和H2SO4，化学方程式为NOSO4H＋H2O===H2SO4＋HNO2；如果去掉装置C，产物就会与进入装置B中的水反应，会使产物的量减少。
④NOSO4H遇水分解的化学方程式为__________________
______________________________，若去掉装置C会使NOSO4H的产量_____(填“增大”“减少”或“无影响”)。
1
2
NOSO4H＋H2O===
H2SO4＋HNO2(其他合理答案均可)
减少
3
4
5
(2)亚硝酰硫酸(NOSO4H)纯度的测定。
准确称取1.337 g产品加入250 mL碘量瓶中，加入60.00 mL浓度为0.100 0 mol·
L－1KMnO4标准溶液和10 mL 25%H2SO4溶液，然后摇匀。用0.250 0 mol·L－1 Na2C2O4标准溶液滴定，消耗Na2C2O4溶液的体积为20.00 mL。
1
2
3
4
5
①完成反应ⅰ的离子方程式：
1
2
2　 5　 2
2 Mn2＋
5　 5　 9
3
4
5
②滴定终点的现象为_____________________________________________
_______________________。
1
2
滴入最后一滴Na2C2O4溶液后，溶液由浅紫色变为无色且半分钟内颜色不恢复
解析　刚开始，KMnO4是过量的，溶液的颜色为紫色，加入Na2C2O4溶液滴定过量的KMnO4，溶液会从紫色变为无色，因此滴定终点的现象为滴入最后一滴Na2C2O4溶液后，溶液由浅紫色变为无色且半分钟颜色不恢复；
3
4
5
解析　根据题意，KMnO4氧化了NOSO4H和Na2C2O4，则用总的KMnO4减去氧化Na2C2O4的KMnO4，可求得氧化NOSO4H的KMnO4，从而求得NOSO4H的质量，根据化学方程式，可得关系式2KMnO4～5Na2C2O4，则氧化Na2C2O4的KMnO4的物质的量n1＝0.250 0 mol·L－1×20.00 mL×10－3 mL·L－1
× ＝2×10－3 mol；总的KMnO4的物质的量n2＝0.100 0 mol·L－1×60.00 mL×
10－3 mL·L－1＝6×10－3 mol，则氧化NOSO4H的KMnO4的物质的量n3＝6×10－3 mol－2×10－3 mol＝4×10－3 mol。根据化学方程式，可得关系式2KMnO4～5NOSO4H，则NOSO4H的物质的量n4＝4×10－3 mol× ＝0.01 mol，NOSO4H的质量m＝n4×M＝0.01 mol×127 g·mol－1＝1.27 g，NOSO4H的纯度
③产品的纯度为____%(保留两位有效数字)。
1
2
95
3
4
5
2.二氯化二硫(S2Cl2)可作硫化剂、氯化剂。常温下是一种黄红色液体，沸点137 ℃，在潮湿的空气中剧烈水解而发烟。S2Cl2可通过硫与少量氯气在110～140 ℃反应制得，氯气过量则会生成SCl2。
(1)选用以下装置制取少量S2Cl2(加热及夹持装置略)：
1
2
3
4
5
①仪器m的名称为____________。
②装置连接顺序：A→______→______→______→______。
③A中发生反应的化学方程式为______________________________________。
④B中玻璃纤维的作用是_____________________________________。
⑤D中的最佳试剂是_____(填字母)。
a.碱石灰 b.浓硫酸 c.NaOH溶液 d.无水氯化钙
1
2
直形冷凝管
C 　B　 E　 D
增大硫与氯气的接触面积，加快反应速率
a
3
4
5
解析　制取少量S2Cl2：装置A制备氯气，装置C除去氯气中混有的水蒸气，B中发生氯气与硫单质的反应，装置E冷凝并收集产物，装置D用于吸收未反应完的氯气和阻止空气中的水蒸气进入收集装置。
1
2
3
4
5
(2)S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体。
①该固体是________。
1
2
S(或硫)
解析　S2Cl2遇水剧烈水解，生成SO2、HCl和一种常见的固体，S2Cl2―→SO2，硫元素化合价升高，根据氧化还原反应中化合价有升有降，则该固体为S单质。
3
4
5
②甲同学为了验证两种气体产物，将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH溶液，该方案________(填“可行”或“不可行”)，原因是__________________________________________
________________。
1
2
不可行
SO2易被硝酸氧化生成 ，既难于检验SO2，
又干扰HCl的检验
解析　二氧化硫被氧化为硫酸根离子，硫酸银微溶，会干扰氯离子的检验。
3
4
5
(3)乙同学按如下实验方案检验S2Cl2是否含有杂质：
①取1.25 g产品，在密闭容器中依次加入足量水、双氧水、Ba(NO3)2溶液，过滤；
②往①的滤液中加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤、干燥，称得固体质量为2.87 g。
则产品中氯元素的质量分数为_______，由此可知产品中_____(填“含有”或“不含有”)SCl2杂质。
1
2
56.8%
含有
3
4
5
1
2
3
4
5
合成反应：SO2＋Na2CO3===Na2SO3＋CO2　2Na2S＋3SO2===2Na2SO3＋3S　Na2SO3＋S Na2S2O3
滴定反应：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6
已知：Na2S2O3·5H2O易溶于水，难溶于乙醇，50 ℃开始失结晶水。
3.(2020·浙江7月选考，30)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。
1
2
3
4
5
实验步骤：
Ⅰ.Na2S2O3制备：装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液，加热、搅拌，至溶液pH约为7时，停止通入SO2气体，得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯：产品混合溶液经蒸发
浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，
得到Na2S2O3·5H2O产品。
Ⅲ.产品纯度测定：以淀粉作指示剂，用
Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点，计算Na2S2O3·5H2O含量。
1
2
3
4
5
请回答：
(1)步骤Ⅰ单向阀的作用是__________；装置C中的反应混合溶液pH过高或过低将导致产率降低，原因是___________________________________
_________________________________。
1
2
防止倒吸
pH过高，Na2CO3、Na2S反应不充分；pH过低，导致Na2S2O3转化为S和SO2
3
4
5
1
2
3
4
5
(2)步骤Ⅱ下列说法正确的是_____。
A.快速蒸发溶液中水分，可得较大晶体颗粒
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热
C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂
1
2
BC
3
4
5
会得到Na2S2O3·5H2O晶体；
C对，由题目已知信息，Na2S2O3·5H2O难溶于乙醇，所以冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高Na2S2O3·5H2O的产率；
D错，Na2S2O3·5H2O晶体易溶于水，若用Na2CO3溶液作洗涤剂，Na2S2O3·
5H2O会溶解，造成损失。
1
2
解析　A错，快速蒸发水分，加热温度过高，会造成Na2S2O3·5H2O晶体失去结晶水；
B对，蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时，停止加热，利用余热蒸发水分，
3
4
5
(3)步骤Ⅲ
①滴定前，有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列)：
检漏→蒸馏水洗涤→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→(　　)→开始滴定。
A.烘干
B.装入滴定液至零刻度以上
C.调整滴定液液面至零刻度
或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液
E.排除气泡 F.用滴定液润洗2至3次 G.记录起始读数
1
2
F　 B　 E　 C 　G
3
4
5
1
2
解析　滴定管使用前的正确操作顺序为检漏→蒸馏水洗涤→用滴定液润洗2至3次→装入滴定液至零刻度以上→排除气泡→调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下→记录起始读数→开始滴定。
3
4
5
解析　为了防止标准液中的碘挥发，造成标准液的浓度偏低，滴定前的碘量瓶应盖上瓶塞。
②装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞，目的是____________。
1
2
防止碘挥发
3
4
5
③滴定法测得产品中Na2S2O3·5H2O含量为100.5%，则Na2S2O3·5H2O产品中可能混有的物质是______________________________________。
1
2
Na2SO3或失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O
3
4
5
1
2
解析　根据题给滴定反应的化学方程式，可得滴定反应的关系式为2Na2S2O3·5H2O～I2，Na2SO3与I2反应的对应关系为Na2SO3～I2，M(Na2SO3)
＝126 g·mol－1，M(Na2S2O3·5H2O)＝248 g·mol－1，M(Na2SO3)＜M(Na2S2O3·
5H2O)；若产品中Na2S2O3·5H2O的含量超过100%，说明产品中可能存在Na2SO3或失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O。
3
4
5
题组二　有机物的制备综合实验题
4.某化学兴趣小组设计实验制备苯甲酸异丙酯，其反应原理为
＋ ＋H2O。用如图所
示装置进行实验：
1
2
3
4
5
物质的部分物理性质如表所示：
1
2
3
4
5
物质
相对分子质量
密度/ g·cm－3
沸点/℃
水溶性
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
异丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸异丙酯
164
1.17
218
不溶
实验步骤：
步骤Ⅰ.在干燥的仪器a中加入38.1 g苯
甲酸、30 mL异丙醇和15 mL浓硫酸，
再加入几粒沸石；
步骤Ⅱ.加热至70 ℃左右，保持恒温半小时；
步骤Ⅲ.将仪器a中液体进行如下所示操作得到粗产品：
步骤Ⅳ.将粗产品用图乙所示装置进行精制。
1
2
3
4
5
试回答下列问题：
(1)步骤Ⅰ中加入三种试剂的先后
顺序一定错误的是_____(填字母)。
A.异丙醇、苯甲酸、浓硫酸
B.浓硫酸、异丙醇、苯甲酸
C.异丙醇、浓硫酸、苯甲酸
(2)图甲中仪器a的名称为_____________________。加入的苯甲酸和异丙醇中，需过量的是________，目的是_______________________________
____________________。
1
2
B
三颈烧瓶(或三口烧瓶)
有利于酯化反应向正反应方向进行，提高苯甲酸的转化率
异丙醇
3
4
5
(3)本实验一般采用水浴加热，因为温度过
高会使产率_____(填“增大”“减小”或
“不变”)。
(4)操作Ⅰ中第二次水洗的目的是_______
___________，操作Ⅱ中加入无水硫酸镁的
作用为______________。
(5)步骤Ⅳ所用的装置中冷却水的进口为_____(填字母)，操作时应收集218 ℃的馏分，如果温度计水银球偏上，则收集的精制产品中可能混有的杂质为________(填物质名称)。
1
2
减小
除去残
留的碳酸钠
除去残留的水
g
苯甲酸
3
4
5
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为40.930 g，则该实验的产率为____%(结果保留2位有效数字)。
1
2
80
3
4
5
类比乙酸乙酯制备实验试剂的添加顺序，一般都是将浓硫
酸缓缓注入其他溶液中―→解答第(1)问
结合装置特点、可逆反应特点―→解答第(2)问
有机物特点，异丙醇的沸点82 ℃―→解答第(3)问
分离提纯的方法及实验操作目的―→解答第(4)问
蒸馏实验原理―→解答第(5)问
产率计算方法―→解答第(6)问
[思路点拨]　
1
2
提取信息
并与实验
知识相结合
3
4
5
1
2
3
4
5
5.(2020·山师附中4月模拟)2-硝基-1,3-苯二酚由间苯二酚先磺化，再硝化，后去磺酸基生成。原理如下：
1
2
3
4
5
部分物质的相关性质如下：
1
2
名称
相对分子质量
性状
熔点/℃
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2-硝基-1，3-苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下：
第一步：磺化。称取71.5 g间苯二酚，碾成粉末放入烧瓶中，慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌，控制温度在一定范围内15 min(如图1)。
3
4
5
第二步：硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中，充分冷却后加入“混酸”，控制温度继续搅拌15 min。
第三步：蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中，然后用图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100 ℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来，从而达到分离提纯的目的)。
1
2
3
4
5
请回答下列问题：
(1)磺化步骤中控制温度最合适的范围为(填字母)_____。
a.30 ℃～60 ℃ b.60 ℃～65 ℃
c.65 ℃～70 ℃ d.70 ℃～100 ℃
1
2
b
解析　由题意可知，为控制适当的反应速率及防止副产物出现，反应温度应控制在60～65 ℃左右，b正确。
3
4
5
(2)图2中的冷凝管是否可以换为图1所用冷凝管_____(填“是”或“否”)。
1
2
否
解析　若图2中的直形冷凝管换为图1所用的球形冷凝管，不便于被冷凝的液体顺利流下。
3
4
5
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是__________________________
_______________________________________________。
1
2
解析　溶液混合时，必须把密度大的溶液加入到密度小的溶液中，浓硫酸的密度大于浓硝酸，则硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是在烧杯中加适量的浓硝酸，沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸，边加边搅拌，冷却。
在烧杯中加入适量的浓硝酸，沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸，边加边搅拌，冷却
3
4
5
(4)图2中，烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止_____________________；冷凝管C中可能看到的现象是___________________________，反应一段时间后，停止蒸馏，此时的操作是______________________(填有关旋塞和酒精灯的操作)。
1
2
压强过小引起倒吸
冷凝管内壁有桔红色晶体析出
打开旋塞，撤去酒精灯
3
4
5
解析　图2中，烧瓶A中长玻璃管起稳压作用，既能防止装置中压强过大引起事故，又能防止压强过小产生倒吸，根据反应原理，在直形冷凝管C中应出现2-硝基-1,3-苯二酚，被冷却后以固体形式出现，则可以观察到冷凝管内壁有桔红色晶体析出；停止蒸馏时，应先打开旋塞，再停止在A处加热。
1
2
3
4
5
解析　能用水蒸气蒸馏来分离和提纯物质，则被提纯物质必须不溶或难溶于水，便于最后分离、在沸腾下与水不发生化学反应、具有一定的挥发性，则ab正确。
(5)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一，被提纯物质必须具备的条件正确的是______。
a.不溶或难溶于水，便于最后分离
b.在沸腾下与水不发生化学反应
c.难挥发性
d.易溶于水
1
2
ab
3
4
5
解析　71.5 g间苯二酚的物质的量为0.65 mol，根据元素守恒可知，生成的2-硝基-1,3-苯二酚的质量为0.65 mol×155 g·mol－1＝100.75 g，则2-硝基-1,3-苯二酚的产率为
(6)本实验最终获得12.0 g桔红色晶体，则2-硝基-1,3-苯二酚的产率约为________(保留3位有效数字)。
1
2
11.9%
3
4
5
1.题型特点
该类题型以探究物质未知的性质，主要包括酸碱性、氧化性、还原性、热稳定性等以及可能发生的反应为主要目的。在性质探究实验中主要考查试剂的选择、装置仪器的规范、步骤优化、实验设计、现象的探究和结论的评价等综合分析能力。
考向突破二　性质探究类综合实验题
高考必备
2.研究物质性质的基本方法和程序
3.注意事项
(1)若探究影响性质的因素，首先应确定变量，其次是“定多变一”，即其他因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系。
(2)多角度辩证地看问题。
①研究反应物中各微粒的性质(即内因)。
②研究反应条件的影响(温度、浓度、环境中的其他物质)。
对点集训
1
2
1.(2016·全国卷Ⅱ，28)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是_______________。
防止Fe2＋被氧化
解析　亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的FeCl2溶液中加入少量铁屑的目的是防止Fe2＋被空气氧化。
3
1
2
(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe2＋氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为_________________________。
2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－
解析　Cl2可将Fe2＋氧化成Fe3＋，自身得电子生成Cl－，反应的离子方程式为2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－。
3
1
2
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在 2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是_______________________________。
隔绝空气(排除氧气对实验的影响)
解析　煤油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气将Fe2＋氧化，产生干扰。
3
1
2
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液混合。分别取 2 mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色；
②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀；
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是_____(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中仍含有______(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为___________。
Fe2＋
Fe3＋
可逆反应
3
1
2
解析　根据Fe2＋的检验方法，向溶液中加入1滴K3[Fe(CN)6] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；碘易溶于CCl4，在CCl4中呈紫色，Fe3＋遇KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－ 2Fe2＋＋I2。
3
1
2
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为_______________________________
______；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________，生成沉淀的原因是______________________________________________(用平衡移动原理解释)。
H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋
2H2O
Fe3＋催化H2O2分解产生O2
H2O2分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
3
1
2
解析　H2O2溶液中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为H2O2＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是H2O2分解的催化剂，促使H2O2分解生成O2，同时H2O2分解反应是放热反应，促进了Fe3＋水解平衡Fe3＋＋3H2O Fe(OH)3＋3H＋正向移动，产生较多 Fe(OH)3，聚集形成沉淀。
3
并出现浑浊。摇动锥形瓶、静置，苯与溶液边缘呈紫红色。
Ⅲ.持续向丁装置中通入CO2和SO2混合气体，溶液变为无色。
Ⅳ.再静置一段时间，取锥形瓶中水溶液，滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀。
2.(2020·青岛一模)化学小组为探究SO2在酸性KI溶液中的反应，利用如图装置进行实验：
1
2
Ⅰ.排出装置内的空气。减缓CO2的流速，向丁装置中通入CO2和SO2的混合气体。
Ⅱ.一段时间后，溶液变黄
3
解析　装置丁中苯有两个作用：萃取碘单质，隔绝空气防止I－被氧化；用二氧化碳排出甲、乙、丙中的空气，打开K3，打开K1，关闭K2。
回答下列问题：
(1)苯的作用为_________________________________。排出装置内空气的具体操作为_______________________。
1
2
萃取碘单质，隔绝空气防止I－被氧化
关闭K2，打开K3，打开K1
3
解析　若只将SO2通入丁中，SO2反应后压强减小，会倒吸，通入CO2和SO2混合气体，CO2不反应，始终有气体排出，起防止倒吸的作用。
(2)向装置丁中缓慢通入CO2的作用是__________。
1
2
防止倒吸
3
(3)步骤Ⅱ反应的离子方程式为_________________________________；步骤Ⅲ反应的离子方程式为_________________________________。
1
2
SO2＋4I－＋4H＋===2I2＋S↓＋2H2O
3
解析　步骤Ⅱ中，溶液变黄并出现浑浊，说明生成了硫单质，摇动锥形瓶、静置，苯与溶液边缘呈紫红色，说明生成了碘单质，离子方程式为SO2＋4I－＋4H＋===2I2＋S↓＋2H2O；步骤Ⅲ通入CO2和SO2混合气体，溶液变为无色，说明碘单质被消耗，离子方程式为：SO2＋I2＋2H2O===
1
2
3
(4)实验的总反应为_______________________________，KI和HI在反应中的作用为_______。
1
2
催化剂
3
1
2
3
装置
编号
试剂X
实验现象
?
Ⅰ
Na2SO3溶液(pH≈9)
闭合开关后灵敏电流表指针发生偏转
Ⅱ
NaHSO3溶液(pH≈5)
闭合开关后灵敏电流表指针未发生偏转
3.(2020·潍坊高密一中高三模拟)某实验小组对FeCl3分别与Na2SO3、NaHSO3的反应进行探究。
【甲同学的实验】
1
2
3
装置
编号
试剂X
实验现象
?
Ⅰ
Na2SO3溶液(pH≈9)
闭合开关后灵敏电流表指针发生偏转
Ⅱ
NaHSO3溶液(pH≈5)
闭合开关后灵敏电流表指针未发生偏转
解析　实验室配制FeCl3溶液时，为了防止铁离子水解，先将FeCl3固体溶解在较浓的盐酸中然后加水稀释。
(1)怎样配制FeCl3溶液？ ____________________________________。
1
2
将FeCl3溶于浓盐酸，再稀释至指定浓度
3
解析　若有硫酸根生成，则加入盐酸酸化的氯化钡溶液会有白色沉淀生成；
(2)甲同学探究实验Ⅰ的电极产物。
①取少量Na2SO3溶液电极附近的混合液，加入______________________，产生白色沉淀，证明产生了
1
2
装置
编号
试剂X
实验现象
?
Ⅰ
Na2SO3溶液(pH≈9)
闭合开关后灵敏电流表指针发生偏转
Ⅱ
NaHSO3溶液(pH≈5)
闭合开关后灵敏电流表指针未发生偏转
足量盐酸和BaCl2溶液
3
②该同学又设计实验探究另一电极的产物，其实验方案为________________
____________________________________________________________________。
1
2
装置
编号
试剂X
实验现象
?
Ⅰ
Na2SO3溶液(pH≈9)
闭合开关后灵敏电流表指针发生偏转
Ⅱ
NaHSO3溶液(pH≈5)
闭合开关后灵敏电流表指针未发生偏转
取少量FeCl3溶液
电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2＋
3
1
2
解析　氯化铁溶液为原电池正极，发生还原反应，Fe3＋被还原成Fe2＋，所以方案为取少量FeCl3溶液电极附近的混合液，加入铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀，证明产生了Fe2＋。
装置
编号
试剂X
实验现象
?
Ⅰ
Na2SO3溶液(pH≈9)
闭合开关后灵敏电流表指针发生偏转
Ⅱ
NaHSO3溶液(pH≈5)
闭合开关后灵敏电流表指针未发生偏转
3
装置
编号
反应时间
实验现象
?
Ⅲ
0～1 min
产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出
1～30 min
沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色
30 min后
与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色
(3)实验Ⅰ中负极的电极反应式为________________________________。
乙同学进一步探究FeCl3溶液与NaHSO3溶液能否发生反应，设计、完成实验并记录如下：
1
2
3
装置
编号
反应时间
实验现象
?
Ⅲ
0～1 min
产生红色沉淀，有刺激性气味气体逸出
1～30 min
沉淀迅速溶解形成红色溶液，随后溶液逐渐变为橙色，之后几乎无色
30 min后
与空气接触部分的上层溶液又变为浅红色，随后逐渐变为浅橙色
1
2
3
(4)乙同学认为刺激性气味气体的产生原因有两种可能，用离子方程式表示②的可能原因。
②________________________。
1
2
解析　pH＝1的氯化铁溶液中有大量的氢离子，亚硫酸氢根离子结合氢离子生成二氧化硫气体，反应的离子方程式：
3
(5)查阅资料：溶液中 三种微粒会形成红色配合物并存在如下转化：
1
2
(红色)　　　　(橙色)
从反应速率和化学平衡两个角度解释1～30 min的实验现象：__________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________。
生成红色
配合物的反应速率快，红色配合物生成橙色配合物的速率较慢；在O2的
作用下，橙色的HOFeOSO2浓度下降，平衡
不断正向移动，最终溶液几乎无色
3
1
2
3
【实验反思】
(6)分别对比Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ，FeCl3能否与Na2SO3或NaHSO3发生氧化还原反应和_______________________________________________________
______________________________________________________________________________________有关(写出两条)。
1
2
溶液pH不同，Na2SO3、NaHSO3溶液中 浓度不同(或Na2SO3与NaHSO3不同，或Na2SO3与NaHSO3的阴离子不同)，反应物是否接触形成红色配合物(任写两条)
3
1.定量实验数据的测定方法
(1)沉淀法
先将某种成分转化为沉淀，然后称量纯净、干燥的沉淀的质量，再进行相关计算。
考向突破三　定量测定型综合实验题
高考必备
(2)测气体体积法
对于产生气体的反应，可以通过测定气体体积的方法测定样品纯度。
①常见测量气体体积的实验装置
②量气时应注意的问题
a.量气时应保持装置处于
室温状态。
b.读数时要特别注意消除
“压强差”，保持液面相
平，还要注意视线与液面
最低处相平。如图(Ⅰ)(Ⅳ)应使左侧和右侧的液面高度保持相平。
(3)测气体质量法
将生成的气体通入足量的吸收剂中，通过称量实验前后吸收剂的质量，求得所吸收气体的质量，然后进行相关计算。
(4)滴定法
即利用滴定操作原理，通过酸碱中和滴定、沉淀滴定和氧化还原滴定等获得相应数据后再进行相关计算。
2.解题注意事项
(1)定量测定实验中要具备的3种意识：
①要有消除干扰气体的意识：如用“惰性气体”将干扰气体排出，或用溶液吸收干扰气体等。
②要有被测量气体全部被测量的意识：如可以采用反应结束后继续向装置中通入“惰性”气体以使被测量的气体全部被吸收剂吸收的方法。
③要有“数据”的采集处理意识：实验数据的采集是化学计算的基础，一般的固体试剂称取质量，而液体试剂和气体试剂测量体积。
(2)“关系式法”在定量测定实验中的应用：
关系式法是表示两种或多种物质之间“物质的量”关系的一种简化式子。在多步反应中，它可以把始态的反应物与终态的生成物之间“物质的量”的关系表示出来，把多步计算简化成一步完成。正确提取关系式是用关系式法解题的关键。
(3)定量型实验的关键为数据处理和误差分析，数据的处理一般注意五个方面：
①是否符合测量仪器的精度。
②数据是否在误差允许范围内。
③数据的测试环境。
④数据的测量过程是否规范、合理。
⑤少量物质是否完全反应；过量物质对数据是否有影响。误差分析的依据为计算式，看测量对结果会产生什么影响。
对点集训
1
2
题组一　以含量测定为目的的综合实验
1.(2020·济南一模)工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题：
Ⅰ.测定废水中苯酚的含量。
测定原理： ＋3Br2―→ ↓＋3HBr
3
4
测定步骤：
步骤1：准确量取25.00 mL待测废水于250 mL锥形瓶中。
步骤2：将5.00 mL a mol·L－1浓溴水(量)迅速加入到锥形瓶中，塞紧瓶塞，振荡。
步骤3：打开瓶塞，向锥形瓶中迅速加入b mL 0.10 mol·L－1KI溶液(过量)，塞紧瓶塞，振荡。
步骤4：滴入2～3滴指示剂，再用0.010 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL(反应原理：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6)。
待测废水换为蒸馏水，重复上述步骤(即进行空白实验)，消耗Na2S2O3溶液V2 mL。
1
2
3
4
(1)“步骤1”量取待测废水所用仪器是___________。
酸式滴定管
解析　由于苯酚显酸性，因此选用酸式滴定管。
(2)为了防止溴的挥发，上述步骤中采取的措施包括迅速加入试剂和____
_____。
解析　由于溴单质易挥发，因此可采用塞紧瓶塞、迅速加入试剂等方法防止其挥发。
塞紧
瓶塞
1
2
3
4
(3)“步骤4”滴定终点的现象为___________________________________
___________________________。
滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰
好褪去，且半分钟不恢复原色
解析　用0.010 mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，由于Na2S2O3标准溶液会与I2反应，加入的淀粉遇I2变成蓝色，所以滴定终点的现象为滴入一滴溶液后，锥形瓶内溶液蓝色恰好褪去，且半分钟不恢复原色。
1
2
3
4
(4)该废水中苯酚的含量为___________mg·L－1(用含V1、V2的代数式表示)。如果空白实验中“步骤2”忘记塞紧瓶塞，则测得的废水中苯酚的含量_____(填“偏高”“偏低”或“无影响”，下同)；如果空白实验中“步骤4”滴定至终点时俯视读数，则测得的废水中苯酚的含量______。
偏低
偏低
1
2
3
4
解析　根据反应方程式可得各物质的物质的量关系式：
Br2～2KI～I2～2Na2S2O3
0.005V1　　 　0.010V1
0.005V2　　 　0.010V2
剩下的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V1 mmol，将待测废液换成蒸馏水时，5 mL a mol·L－1的浓溴水中Br2的物质的量为0.005V2 mmol，则与苯酚参与反应的Br2的物质的量为0.005(V2－V1)mmol，根据方程式 ＋3Br2―→
↓＋3HBr可得苯酚的物质的量为
1
2
3
4
1
2
3
4
Ⅱ.处理废水。采用Ti基PbO2为阳极，不锈钢为阴极，含苯酚的废水为电解液，通过电解，阳极上产生羟基自由基(·OH)，阴极上产生H2O2。通过交排列的阴阳两极的协同作用，在各自区域将苯酚深度氧化为CO2和H2O。
(5)写出阳极的电极反应式：______________________。
H2O－e－===·OH＋H＋
解析　Ti基PbO2为阳极，则阳极H2O失去电子产生·OH，电极反应式为H2O－e－===H＋＋·OH。
1
2
3
4
(6)写出苯酚在阴极附近被H2O2深度氧化的化学方程式：______________
_________________________。
C6H5OH＋
解析　根据题干信息可知，苯酚被阴极产生的H2O2深度氧化产生CO2和H2O，由氧化还原反应规律得到其反应方程式为C6H5OH＋14H2O2===
6CO2↑＋17H2O。
14H2O2===6CO2↑＋17H2O
1
2
3
4
解析　装置A是过滤器，装有无碱玻璃棉的作用是过滤，除去粉尘。
采样步骤：
①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140 ℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为______。
2.(2018·天津，9)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：
Ⅰ.采样
除尘
1
2
3
4
解析　C中填充的是干燥剂，除去H2O且不能与NOx反应，所以应选有酸性、干燥能力强的P2O5。
(2)C中填充的干燥剂是____(填序号)。
a.碱石灰　　　　b.无水CuSO4　　　　c.P2O5
c
1
2
3
4
答案　
(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。
1
2
3
4
解析　D装置中装有碱液，用于吸收NOx，作用与实验室中的洗气瓶相同，该装置的示意图为
。
1
2
3
4
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成 ，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 mol·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。
防止NOx溶于冷凝水
1
2
3
4
解析　烟道气中有水，采样步骤②加热器将烟道气加热至140 ℃的目的是防止NOx溶于冷凝水。
1
2
3
4
(5)NO被H2O2氧化为 的离子方程式为___________________________
________。
＋2H2O
1
2
3
4
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有____________________。
锥形瓶、酸式滴定管
解析　滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液呈酸性，所以选用酸式滴定管。
1
2
3
4
(7)滴定过程中发生下列反应：
则气样中NOx折合成NO2的含量为______________________ mg·m－3。
1
2
3
4
解析　滴定过程中发生下列反应：
1
2
3
4
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
若缺少采样步骤③，会使测定结果______。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果______。
偏低
偏高
1
2
3
4
解析　若缺少采样步骤③，系统内存在空气，会使收集的气样中NOx偏少，测定结果偏低。若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2＋浓度减小，消耗的FeSO4标准溶液体积增大，会使测定结果偏高。
1
2
3
4
题组二　以化学式测定为目的的综合实验题
3.某学习小组在实验室中利用如图装置(夹持装置略去)测定某铁硫化物(FexSy)的组成，并探究反应后D装置所得溶液中
含硫化合物的组成。
(一)硫化物(FexSy)的组成
实验步骤：
步骤Ⅰ　按图连接装置，检查装置气密性，装入药品；
步骤Ⅱ　打开分液漏斗旋塞，缓缓滴入水，并点燃酒精喷灯；
步骤Ⅲ　当硬质玻璃管中固体质量不再改变时，停止加热，继续通入一段时间的O2；
步骤Ⅳ　实验结束后，将D中所得溶液加水配制成250 mL溶液；
……
1
2
3
4
请回答：
(1)步骤Ⅲ中，停止加热后还需继续向烧瓶中滴水一段时间，其目的为_______________________________________________________________。
(2)在C、D装置之间不需要防倒吸装置的理由是______________________
_______。
(3)步骤Ⅳ中配制溶液时所需的
玻璃仪器除玻璃棒和烧杯外，
还有______________________。
继续生成O2，驱赶装置内残留的SO2，使生成的气体全部被NaOH溶液吸收
SO2中含不溶于NaOH溶
液的O2
250 mL容量瓶、胶头滴管
1
2
3
4
(4)取25.00 mL步骤Ⅳ中所配溶液，加入足量的双氧水，再加入足量盐酸酸化的BaCl2溶液，将所得沉淀过滤、洗涤、干燥，称其质量为4.66 g。则FexSy的化学式为______。
FeS2
1
2
3
4
解析　A装置中产生足量的氧气经干燥后，进入C装置与FexSy在加热条件下反应，生成硫的氧化物，进入D装置被氢氧化钠吸收。
n(BaSO4)＝ ＝0.02 mol，根据硫元素守恒，250 mL溶液中n(S)＝0.2 mol，故12.0 g FexSy中n(S)＝0.2 mol，m(S)＝6.4 g，m(Fe)＝12.0 g－6.4 g＝5.6 g，n(Fe)＝0.1 mol，所以x∶y＝1∶2，故FexSy的化学式为FeS2。
1
2
3
4
(5)有同学认为可将装置D改为装有足量碱石灰的干燥管，通过测定反应前后干燥管的增重来计算硫元素的含量。你认为此方案是否合理？____(填“是”或“否”)，原因为_________________________________
_______________________。
部分SO2被氧化；空气中的CO2和水蒸气可能使干燥管增重偏大
否
1
2
3
4
(二)探究反应后D装置所得溶液中含硫化合物的组成
(6)反应后D装置所得溶液中除含有Na2SO4外，还可能含有Na2SO3。现用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量。可供选择的试剂：①0.100 0 mol·L－1 KMnO4酸性溶液；②0.100 0 mol·L－1 H2O2溶液；③0.100 0 mol·L－1 KI-淀粉溶液；④0.100 0 mol·L－1 BaCl2溶液；⑤0.100 0 mol·L－1 HCl溶液。
①所选试剂应装在_____(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②所利用的反应原理为___________________________________________
(用离子方程式表示)。
酸式
1
2
3
4
解析　要用滴定法测定溶液中Na2SO3的含量，即利用Na2SO3的还原性，故选一个氧化剂，还要有颜色的变化来判断反应的终点，所以只能选择0.100 0 mol·L－1 KMnO4酸性溶液。
1
2
3
4
实验步骤如下：
Ⅰ.按图示连接仪器，检查装
置气密性后加入药品；
Ⅱ.打开K1、K2，通入一段时间氮气，关闭K1、K2，取下干燥管称量其质量(m1)后再连接好装置；
4.(2020·日照一模)中国是钢铁生产大国，也是铁矿石消费大国。某铁矿石主要成分为FeS2和FeCO3，实验室为测定FeS2和FeCO3的物质的量之比，利用如图所示装置进行实验。
1
2
3
4
Ⅳ.关闭K1、K2，取下三颈烧瓶过滤、洗涤，将滤液与洗涤液合并成100 mL溶液备用；
Ⅲ.打开K1和分液漏斗活塞，向三颈烧瓶中慢慢滴加足量已经除去O2的稀硫酸(其他杂质与稀硫酸不反应，且无还原性物质)，待反应完成后，打开K2通入一段时间氮气；
Ⅴ.取下上述步骤Ⅱ中的干燥管并称量其质量(m2)；
Ⅵ.取配制好的滤液25 mL于锥形瓶中，用0.1 mol·L－1KMnO4溶液滴定。
1
2
3
4
回答下列问题：
(1)步骤Ⅱ中需要称重的干燥管是____(填“E”或“F”)。
解析　装置E吸收CO2并测定其质量，故步骤Ⅱ中需要称重的干燥管是E。
E
1
2
3
4
(2)实验过程中发现B中有黑色沉淀生成，写出装置A中FeS2与稀硫酸反应的化学方程式：_____________________________。
解析　B装置为检验H2S的装置，B中有黑色的CuS沉淀生成，则A中FeS2与稀硫酸反应的化学方程式为FeS2＋H2SO4===FeSO4＋S＋H2S。
FeS2＋H2SO4===FeSO4＋S＋H2S
1
2
3
4
解析　酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，可除去H2S并检验H2S是否除尽，F装置可吸收空气中的CO2和H2O，若撤去装置F，E装置所测得的CO2的质量将会偏大，使得最终FeCO3的含量偏大。
(3)C装置的作用是__________________________；若撤去装置F，则测得的FeCO3的含量会_____(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
除去H2S并检验H2S是否除尽
偏大
1
2
3
4
(4)下列关于步骤Ⅳ的叙述正确的是______(填字母)。
A.滤渣中含有还原产物单质硫
B.过滤过程中玻璃棒起到引流和搅拌的作用
C.过滤操作要迅速，否则会使测得的FeS2含量偏低
D.检验沉淀是否洗涤干净，可向滤液中加入氯化钡溶液，观察是否有白色沉淀生成
C
1
2
3
4
解析　反应FeS2＋H2SO4===FeSO4＋S＋H2S中FeS2中的S化合价由－1升高至0价，S为氧化产物，故滤渣中含有氧化产物S，A选项错误；
过滤过程中玻璃棒的作用是引流，B选项错误；
过滤操作要迅速，否则FeSO4被空气中的氧气氧化，Fe2＋含量偏低，消耗的KMnO4溶液体积偏小，从而Fe2＋总量偏小，FeCO3的量不变，则测得的FeS2含量偏低，C选项正确；
1
2
3
4
检验沉淀是否洗涤干净，应取最后一次洗涤液，向其中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液，观察是否有白色沉淀生成，若有，则未洗涤干净，反之则洗涤干净，D选项错误。
1
2
3
4
(5)步骤Ⅵ中发生反应的离子方程式为______________________________
_______________，到达滴定终点的现象是__________________________
_____________________________。
滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液变为浅红色且半分钟不褪去
＋5Fe3＋＋4H2O
1
2
3
4
解析　步骤Ⅵ中，Fe2＋与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应生成Mn2＋和Fe3＋，反应的离子方程式为5Fe2＋＋ ＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，反应终点的现象是最后一滴KMnO4溶液滴下时，溶液变为浅红色且半分钟不褪去。
1
2
3
4
(6)若上述实验中m2－m1＝2.2 g，步骤Ⅵ消耗0.1 mol·L－1KMnO4溶液45 mL，则该矿石样品中n(FeS2)∶n(FeCO3)＝________。
4∶5
1
2
3
4
解析　m1－m2＝2.2 g，即CO2的质量为2.2 g，物质的量为0.05 mol，则FeCO3的物质的量为0.05 mol，由方程式5Fe2＋＋ ＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O可知，5Fe2＋～ ，n( )＝0.045 L×0.1 mol·L－1＝0.004 5 mol，25 mL滤液中，n(Fe2＋)＝5×0.004 5 mol＝0.022 5 mol，则100 mL滤液中n(Fe2＋)＝4×0.022 5 mol＝0.09 mol，因此n(FeS2)＝0.09 mol－n(FeCO3)＝0.04 mol，n(FeS2)∶n(FeCO3)＝0.04∶0.05＝4∶5。
1
2
3
4